Cómo elegir un motor UAV de inspección: KV, empuje y vuelo estacionario estable

Un UAV de inspección trabaja mientras permanece en vuelo estacionario. Mantiene un punto fijo a pocos metros de una pila de puente, una pata de torre o el borde de una cubierta, y las imágenes se toman desde esa posición sostenida y no desde un paso a velocidad. Un motor para UAV de inspección se elige, por tanto, por el empuje que puede sostener a gas parcial y por la regularidad del lazo de control al que alimenta, no por la cifra de pico que alcanza una sola vez. La masa total sigue fijando el presupuesto, pero la carga útil de esta clase de aeronave es una cámara y un gimbal, y no un depósito ni un contenedor de carga, y por eso los cuatro registros reunidos aquí abarcan de 135 g a 282 g en lugar de varios kilogramos.

Los cuatro registros de motor para UAV de inspección de esta comparación comparten una misma arquitectura: un motor brushless de rotor externo con un controlador de velocidad electrónico externo, montado en el extremo de un brazo fino y girando una hélice lo bastante grande para mantener el vuelo estacionario con una fracción modesta de pleno gas. Lo que los separa es dónde aterriza cada uno en empuje, masa y tensión del bus, y esos tres valores son los que deciden a qué aeronave conviene cada registro. Dos de los cuatro son máquinas 24N28P, uno es una máquina 12N14P y uno es una máquina 36N42P, y esa dispersión resulta importar más a gas bajo de lo que sugieren las cifras de empuje en bruto.

Respuesta rápida

La preselección sigue el tamaño y la demanda en régimen estable de la aeronave y no una clasificación. En un motor para UAV de inspección pequeño al que se pide llevar una sola cámara sobre cuatro brazos, el Motor para UAV T-Motor MN5008 KV340 registra 4215 g de empuje máximo desde 135 g en un paquete de 6S, y el Motor para UAV T-Motor U5 KV400 cubre una ventana más amplia de 3-8S con 2850 g desde 195 g.

Cuando la aeronave crece hacia una plataforma de seis o de ocho brazos que lleva un gimbal y una salida más larga, el Motor para UAV T-Motor MN501-S KV240 queda un escalón por encima con 4660 g desde 170 g en una ventana de 6-12S, y es el registro de este grupo que publica el rango de celdas más amplio.

El extremo superior de una comparación de motores para dron de inspección es el Motor para UAV T-Motor U8 Lite L KV110. Registra 11200 g de empuje y 2140 W para una ventana de 180 s desde 282 g en un bus fijo de 12S, lo que basta para una aeronave que también lleva un paquete de sensores más pesado o una segunda batería sin cambiar de motor.

Una advertencia vale para los cuatro. Ninguno de los registros incluye una cifra de empuje nominal en vuelo estacionario, de modo que los máximos publicados son valores de banco de pruebas con una hélice y una tensión declaradas, y sobre una aeronave cada motor para UAV de inspección pasará su vida útil muy por debajo de ese punto. Leer un máximo registrado como una cifra de vuelo estacionario utilizable es la forma más común de fijar un presupuesto de propulsión demasiado ajustado.

Qué tiene que hacer un motor para UAV de inspección

El servicio de un motor BLDC para trabajo de UAV de inspección es poco habitual entre las aplicaciones de multirrotor porque la aeronave hace su trabajo estando quieta. Un multirrotor de carga acelera, asciende y se traslada, y sus motores se juzgan por cuánto empuje pueden entregar a ráfagas. Una aeronave de inspección asciende a una altitud de trabajo, llega a su posición y luego se queda allí, y todo lo que ocurre después es una pequeña corrección contra un punto fijo. El empuje máximo registrado sigue condicionando el despegue, pero no es la cifra en la que el bobinado gasta su presupuesto térmico.

El vuelo estacionario es toda la misión

Un multirrotor que se desplaza gasta la mayor parte de su energía empujando aire hacia atrás; un multirrotor que inspecciona gasta la mayor parte de su energía permaneciendo quieto en aire en movimiento. Esa única diferencia es el argumento para tratar un motor para UAV de inspección como un dispositivo de vuelo estacionario ante todo. El motor mantiene un valor de empuje cercano a la parte de la masa de la aeronave que descansa sobre él, de forma continua, con un ajuste de gas que nunca se acerca al máximo publicado. Es lo contrario del servicio al que está destinado un motor de carreras, donde se pide al bobinado todo lo que tiene durante unos segundos y luego se le descarga.

La consecuencia práctica es que el punto de funcionamiento queda bajo en la curva de gas, y el extremo bajo de esa curva es donde un bobinado se comporta con menor eficiencia y donde la retención se hace más visible como perturbación de control. Un motor para UAV de inspección sobredimensionado para la aeronave empeora esto en lugar de mejorarlo: un motor grande sostenido en una fracción pequeña de su régimen trabaja en un punto pobre de la curva, y la masa extra hay que transportarla en cada salida. El tamaño correcto es el registro más pequeño cuyo empuje publicado cubra el requisito de vuelo estacionario con el margen que necesita la misión.

Mantener la posición es un problema de control antes que de potencia

Mantener una posición en aire turbulento no se resuelve solo con empuje. El controlador de vuelo emite correcciones pequeñas y frecuentes, y el motor tiene que traducir esas correcciones en cambios de empuje sin retardo y sin un escalón en la respuesta. Por eso la configuración del estator importa tanto como el empuje en un motor para UAV de inspección. El número de ranuras y polos fija con qué suavidad se produce el par a medida que el rotor gira una vuelta, y un número mayor reparte la producción de par entre más posiciones, lo que reduce la contribución de la retención y da al lazo de control una señal más limpia contra la que trabajar.

El grupo refleja ese razonamiento. El Motor para UAV T-Motor MN5008 KV340 y el Motor para UAV T-Motor MN501-S KV240 usan ambos un estator 24N28P, el Motor para UAV T-Motor U8 Lite L KV110 usa un estator 36N42P, y solo el Motor para UAV T-Motor U5 KV400 lleva un estator 12N14P. El registro 12N14P es también la unidad de menor empuje del grupo, lo que es coherente: un motor más pequeño y de giro más rápido es la respuesta habitual en una aeronave muy ligera, y el número de ranuras sigue al tamaño y no a la misión.

El rechazo del viento fija el margen de empuje

Un vuelo de inspección ocurre a menudo junto a una estructura, y las estructuras generan su propio viento. Una plataforma de puente, una torre de refrigeración o la esquina de un edificio convierten una brisa constante en un campo de rachas de periodo corto, y la aeronave tiene que absorberlo sin salirse del encuadre de la cámara. El margen de empuje que lleva un motor para UAV de inspección es, por tanto, un margen de viento y no un margen de carga útil, y es la razón de que un presupuesto de propulsión para esta clase de trabajo se fije normalmente con más holgura de la que sugeriría un cálculo de autonomía puro.

El margen en un motor para UAV de inspección sostenido en vuelo estacionario no es gratuito. Cada incremento de empuje sostenido cuesta corriente, y la corriente cuesta calor en el bobinado y capacidad en el paquete. Como la cifra que zanjaría la cuestión es un valor de empuje nominal en vuelo estacionario con una hélice y una tensión realistas, y como ninguno de los cuatro registros publica uno, el margen hay que estimarlo a partir del máximo registrado y confirmarlo después contra la tabla de empuje del propio fabricante. Tomar el máximo registrado como el margen da un número que parece cómodo y no lo es.

El sensor es ligero, así que la aeronave es ligera

La carga útil que define una misión de inspección es una cámara, un gimbal y posiblemente un lidar o una unidad térmica, y la masa combinada de ese paquete es una fracción pequeña de la aeronave. Eso es lo que mantiene ligera la clase de motor para UAV de inspección. Donde una aeronave agrícola se dimensiona en torno a un depósito cuya masa cambia a lo largo del vuelo, y una aeronave de carga pesada se dimensiona en torno a una carga medida en decenas de kilogramos, una aeronave de inspección se dimensiona en torno a un sensor que pesa unos cientos de gramos y no cambia.

Una carga útil constante y modesta simplifica la especificación de un motor para UAV de inspección de una manera útil: el punto de vuelo estacionario no se mueve a lo largo de la misión. El motor ve el mismo requisito de empuje al principio y al final, de modo que el servicio térmico es un régimen estable y no una secuencia de picos, y el bobinado puede dimensionarse contra un único punto de funcionamiento. También significa que la masa de un motor para UAV de inspección es una parte mayor del total que la carga útil, y por eso los cuatro registros de aquí se sitúan entre 135 g y 282 g y por eso un salto de masa tiene que justificarse por algo distinto de la carga útil.

Duración de la salida y frecuencia de cambio de motor

El trabajo de inspección es repetitivo. El mismo activo se fotografía desde los mismos ángulos a intervalos, y la aeronave acumula horas y no vuelos. Ese patrón desplaza parte de la decisión fuera de una única misión. El U8 Lite L KV110 publica un tiempo medio entre fallos de unas 1000 horas, y el registro del U5 lleva la misma clase de cifra, de modo que la pregunta que afronta un operador de inspección no es solo qué motor para UAV de inspección sostiene mejor la aeronave hoy, sino cómo encaja el intervalo de servicio con la aeronave a la que va atornillado.

Los intervalos de servicio largos de un motor para UAV de inspección también hacen más permanente la decisión de montaje. El diámetro del eje, el patrón de montaje y la longitud del cable elegidos al principio de un programa tienden a sobrevivir a varias aeronaves, así que un registro marginalmente mejor en empuje pero incómodo de montar puede ser la opción más cara a lo largo de una temporada de vuelo. Las cifras de envolvente de la tabla siguiente merece la pena leerlas contra el brazo sobre el que realmente irá el motor, y no solo contra la masa de la aeronave.

Las cinco cifras que hay detrás de un motor para dron de inspección

Cinco valores registrados concentran la mayor parte de la decisión sobre un motor para dron de inspección, y solo algunos de ellos se publican por completo en todo el grupo. Los huecos importan tanto como los valores, porque un presupuesto de propulsión que asume en silencio una cifra que el fabricante nunca publicó es un presupuesto que habrá que reabrir más tarde. Los mismos cinco valores deciden un motor BLDC para trabajo de UAV de inspección a cualquier tamaño de este grupo.

Empuje en el punto de vuelo estacionario, no en el banco

El empuje máximo registrado de un motor para UAV de inspección de este grupo va de 2850 g a 11200 g, y ninguna de esas cifras es un valor de vuelo estacionario. Se miden en un banco de pruebas con una hélice, una tensión y un ajuste de gas declarados. Lo que las hace comparables entre aeronaves es el número de brazos que comparten la carga: 2850 g en una aeronave de cuatro brazos con 4 kg de masa total es una propuesta muy distinta de 2850 g en una aeronave de ocho brazos con la misma masa, aunque el motor sea idéntico.

La lectura útil para un motor para UAV de inspección es, por tanto, el empuje por brazo frente a la masa que ese brazo tiene que sostener, con el margen de control añadido por encima. Una aeronave de 4 kg sobre cuatro brazos pide a cada motor para UAV de inspección unos 1000 g solo para mantener el vuelo estacionario, lo que cubre cualquier registro del grupo; la misma aeronave sobre cuatro brazos con un margen de viento y una reserva para la pérdida de un motor pide bastante más, y ahí es donde empieza a importar la elección entre 2850 g y 4660 g de empuje registrado.

Masa, pagada con capacidad del paquete

La masa de un motor para UAV de inspección es una deducción fija de un presupuesto que por lo demás se gasta en batería. Cada registro de aquí entre 135 g y 282 g es la masa incluido el cable tal como se publica, y la diferencia en todo el grupo es de 147 g por motor. En una aeronave de cuatro brazos esa dispersión se convierte en 588 g a lo largo de la aeronave, que es aproximadamente la masa de un paquete pequeño adicional y, por tanto, aproximadamente unos minutos de vuelo estacionario.

La masa también se acumula de una forma fácil de subestimar en una aeronave de servicio en vuelo estacionario. Un motor para UAV de inspección más pesado necesita más empuje para sostener la aeronave, lo que consume más corriente, lo que exige un paquete mayor, lo que añade más masa. El bucle es leve a esta escala, pero va en una sola dirección, y un motor elegido por una cifra de empuje que la misión no necesita se paga dos veces: una en la masa del motor y otra en la capacidad que desplaza.

El KV frente a la hélice y al bus

El KV de un motor para dron de inspección es una declaración de emparejamiento, no una declaración de calidad. Describe con qué rapidez gira el eje por voltio sin carga, y solo cobra sentido junto a la hélice que el motor tiene que girar y al número de celdas con el que se alimenta. Un registro de KV bajo girando una hélice grande en un bus de alta tensión alcanza el vuelo estacionario con una fracción moderada de pleno gas; un registro de KV alto en el mismo bus necesitaría una hélice pequeña para mantenerse dentro de su límite de corriente.

En los cuatro registros, un motor para UAV de inspección abarca de 110 a 400 KV, y la dispersión sigue al bus y no a una preferencia. El U5 KV400 cubre 3-8S, el MN5008 KV340 lleva un 6S fijo, el MN501-S KV240 cubre 6-12S y el U8 Lite L KV110 está fijo en 12S. Leídos por parejas, los registros de KV bajo son los que se emparejan con el bus más alto, que es la disposición esperada: un bus de 12S y un bobinado de 110 KV sitúan la velocidad del eje en el rango que quiere una hélice de inspección grande, mientras que un bus de 6S y un bobinado de 340 KV hacen lo mismo con un diámetro menor.

La resistencia y la ventana de gas parcial

La resistencia interna es la columna que decide cuánta energía del paquete llega a la hélice en un motor para UAV de inspección, porque el motor trabaja a gas parcial durante toda la salida y no en una ráfaga. La pérdida en el cobre sube con el cuadrado de la corriente, y en un ajuste de vuelo estacionario la corriente es modesta pero continua, de modo que la resistencia es una pérdida que dura todo el vuelo y no unos segundos de ascenso.

Los cuatro registros se diferencian aquí en más de un factor de dos: el MN5008 KV340 publica 55 mΩ, el MN501-S KV240 publica 85 mΩ, el U8 Lite L KV110 publica 105 mΩ y el U5 KV400 publica 116 mΩ. El orden sigue el tamaño del bobinado y no el empuje, que es el punto que merece la pena extraer de la columna. La resistencia tiene además un segundo uso en un motor para dron de inspección: multiplicada por el cuadrado de la corriente de vuelo estacionario prevista, da una estimación del calor que el bobinado tendrá que disipar de forma continua, que es una cifra de planificación térmica mejor que el número de potencia a 180 s.

Envolvente, eje y longitud del cable

La columna mecánica parece secundaria hasta que el motor se está montando en un brazo. Los cuatro registros miden desde Ø42.5 × 37.5 mm en el U5 KV400, pasando por Ø55.6 × 32 mm en el MN5008 KV340 y Ø55.6 × 33.9 mm en el MN501-S KV240, hasta Ø87.1 × 28.05 mm en el U8 Lite L KV110, con diámetros de eje de 5 mm, 6 mm IN, 6 mm IN con un escalón de 4 mm OUT y 15 mm respectivamente.

La longitud del cable varía más que la envolvente: 600 mm en el U5, 150 mm en el MN501-S, 90 mm en el U8 Lite L y 80 mm en el MN5008. En una aeronave de inspección el controlador de velocidad suele ir en el interior, de modo que un cable corto significa que el ESC se desplaza hacia el motor y añade masa en el extremo del brazo, mientras que un cable largo añade masa en cobre que la aeronave transporta en cada salida. Ninguno de los dos está mal, pero los dos no son intercambiables y la elección pertenece al diseño de la aeronave y no al registro del motor.

Motores para UAV de inspección comparados entre 135 g y 282 g

La tabla siguiente reúne los cuatro registros en orden creciente de empuje máximo registrado. Cada valor es el publicado para cada modelo, y ninguna celda es una estimación. Cuando un fabricante no publica una cifra para una columna dada, la celda se deja como no indicada en lugar de rellenarla a partir de un modelo vecino.

Los cuatro motores figuran en la categoría Motores para UAV de ToBMS y se agrupan bajo la aplicación UAV de inspección. La configuración, la resistencia interna, el número de celdas, el empuje máximo, la potencia a 180 s y el peso son los publicados por T-Motor, medidos en un banco de pruebas con una hélice y una tensión declaradas, y deben leerse como cifras de banco de pruebas y no como valores nominales de vuelo estacionario.

Extremo ligero: U5 KV400 y MN5008 KV340

Dos registros de motor para UAV de inspección cubren el extremo ligero del grupo, y resuelven el mismo problema de maneras opuestas. El Motor para UAV T-Motor U5 KV400 es la opción de ventana más amplia: un registro 3-8S de 195 g con 2850 g de empuje registrado, un estator 12N14P, 116 mΩ de resistencia y un cable de 600 mm. Es el registro del grupo cuyo número de celdas es menos comprometido, lo que conviene a un programa que todavía está decidiendo con qué paquete estandarizar.

El Motor para UAV T-Motor MN5008 KV340 es la opción más ligera y más específica. Con 135 g es el registro más ligero de aquí, registra 4215 g de empuje en un bus fijo de 6S y usa el estator 24N28P que también usan los registros mayores del grupo. Para una aeronave de inspección compacta de cuatro brazos que ya funciona con paquetes de 6S, es la menor de las dos respuestas evidentes, y en una misión de servicio en vuelo estacionario los 60 g que ahorra frente al U5 son un incremento real de capacidad del paquete.

Punto medio: MN501-S KV240, la ventana de bus más amplia

El Motor para UAV T-Motor MN501-S KV240 es el escalón superior, y es el registro que cubre más terreno. Acepta 6-12S en un estator 24N28P, registra 4660 g de empuje máximo desde 170 g y publica 1200 W durante 180 s junto a un bobinado de 85 mΩ. Esa combinación de una ventana de celdas amplia y una cifra de empuje de rango medio es lo que lo hace un encaje natural para un motor para dron de inspección en una aeronave de seis brazos cuya decisión de paquete aún no está fijada.

Leído frente a la pareja ligera, el MN501-S cambia 25 g y 30 g de masa frente al U5 y al MN5008 por un rango de tensión más amplio y, en el caso del MN5008, por un salto de empuje de 445 g. Es también el único registro del grupo que abarca tanto el bus de 6S usado por el registro más ligero como el bus de 12S usado por el más pesado, lo que lo convierte en el punto medio útil cuando un programa de inspección está estandarizando entre dos tamaños de aeronave.

Extremo superior: U8 Lite L KV110

El Motor para UAV T-Motor U8 Lite L KV110 cierra el rango y es el valor atípico en casi todas las columnas. Registra 11200 g de empuje, más del doble que el siguiente registro, desde un cuerpo de 282 g que mide Ø87.1 × 28.05 mm, en un bus fijo de 12S y un estator 36N42P, con 2140 W publicados durante 180 s y una corriente de pico de 45.8 A. Su eje de 15 mm triplica el diámetro del U5 y su resistencia de 105 mΩ se sitúa en el centro del grupo pese al bobinado mucho mayor.

El salto de masa es lo que hay que justificar. Pasar del MN501-S al U8 Lite L añade 112 g por motor y 448 g en una aeronave de cuatro brazos, a cambio de un aumento de empuje muy superior al que necesita una aeronave de inspección ligera. El registro se gana su lugar en plataformas que llevan un paquete de sensores más pesado, una segunda batería o un gimbal con una cámara mayor, donde la masa de la aeronave ya ha crecido y el empuje extra compra margen y no capacidad.

Ajustar un motor a una misión de inspección

Los valores registrados de un motor para UAV de inspección solo se convierten en una decisión cuando se leen frente a un tipo de trabajo de inspección. Cada uno de los cuatro registros encaja bien en un perfil y está sobredimensionado para el perfil inferior, y la diferencia entre los perfiles es una diferencia en lo que la aeronave tiene que hacer estando quieta y no en cuánto tiene que volar.

Inspección de detalle de puentes y fachadas

La inspección de detalle de una fachada o un puente significa mantener una posición a metros de una superficie grande en aire que la propia superficie está perturbando. La aeronave suele ser pequeña, la cámara está cerca de la estructura y la tolerancia de posición es ajustada porque una deriva de unos centímetros cambia el encuadre. Un motor para UAV de inspección ligero con un número alto de ranuras conviene a este perfil: el Motor para UAV T-Motor MN5008 KV340, con 135 g en un bus de 6S, da a una aeronave de cuatro brazos 4215 g de empuje registrado por brazo para gastar en rechazo del viento, y el estator 24N28P mantiene la respuesta silenciosa en los pequeños cambios de gas que implica este trabajo.

Trabajo en líneas eléctricas y torres a distancia

El trabajo en líneas y torres aleja la aeronave de la superficie y añade un sensor con cierta masa, a menudo una cámara con zoom sobre un gimbal. La tolerancia de posición es más holgada que en un paso de fachada cercano, pero la aeronave es más pesada, así que el requisito de empuje por brazo sube y el bus pasa a menudo a 12S por la menor corriente que conlleva. El Motor para UAV T-Motor MN501-S KV240 cubre este perfil en una aeronave de seis brazos: 4660 g de empuje registrado y una ventana de 6-12S dejan margen para aumentar el paquete sin cambiar de motor, y 170 g por unidad mantiene la masa del extremo del brazo en proporción.

Espacios confinados y vuelo en interiores

La inspección dentro de un depósito, un pozo o un conducto elimina el problema del viento y lo sustituye por un límite de diámetro de hélice. La aeronave tiene que ser lo bastante pequeña para entrar, lo que limita la hélice, lo que limita cuánto empuje puede producir un KV dado. Este perfil prima el extremo ligero de una comparación de motores para dron de inspección y un KV que alcance el punto de vuelo estacionario con una hélice pequeña: el Motor para UAV T-Motor U5 KV400, con 400 KV y 195 g, es el registro de este grupo cuya ventana de celdas y cuyo KV encajan mejor en una aeronave compacta que no verá aire abierto y racheado.

Activos lineales y levantamiento de corredores

Un oleoducto, un corredor ferroviario o el trazado de una carretera añaden un tramo de traslación a lo que por lo demás es un servicio de inspección. La aeronave vuela entre estaciones en lugar de permanecer en vuelo estacionario en un solo lugar, así que parte del presupuesto de la misión pasa de empuje de vuelo estacionario a eficiencia de crucero, y las columnas de resistencia y corriente en vacío pasan a ser más importantes que la columna de empuje. Un motor para UAV de inspección elegido para este perfil suele ser el registro más pequeño que aún lleva el paquete de sensores, con el bobinado seleccionado por una corriente de vuelo estacionario baja y no por un empuje máximo alto. El Motor para UAV T-Motor U8 Lite L KV110 entra en esta imagen solo donde el corredor de la aeronave es lo bastante grande para necesitar 12S y un eje de 15 mm.

Tipos de aeronave que usan estos motores

Los cuatro registros se sitúan en una sola categoría de producto y un solo grupo de aplicación, pero sirven a varios tipos distintos de aeronave, y un motor para UAV de inspección elegido para uno de ellos rara vez conviene a otro. Reconocer qué tipo se está diseñando zanja la elección de un motor para UAV de inspección más rápido de lo que lo hace comparar las columnas de especificaciones.

Plataformas multirrotor con gimbal

Este es el perfil principal de un motor BLDC para trabajo de UAV de inspección y el que sirven los dos registros 24N28P. La aeronave característica es un cuadricóptero o un hexacóptero en el rango de 2 kg a 8 kg que lleva una cámara estabilizada, vuela salidas repetitivas sobre el mismo activo y aterriza para cambiar paquetes y no para recibir servicio. En esta aeronave el punto de vuelo estacionario apenas se mueve, así que el bobinado se dimensiona contra un único valor de empuje estable, y los registros de baja resistencia son los que dejan más energía del paquete para tiempo de vuelo.

Aeronaves de inspección híbridas y VTOL

Cuando un programa de inspección cubre un activo lineal, algunas aeronaves añaden un tramo de vuelo hacia adelante y se convierten en diseños híbridos o VTOL. Los motores de sustentación de esas aeronaves ven el mismo servicio de vuelo estacionario que un multirrotor, pero solo durante la parte vertical del vuelo, así que el panorama térmico es más fácil y el de empuje no cambia. El Motor para UAV T-Motor MN501-S KV240 encaja de forma natural en este papel en la parte de sustentación, porque su ventana de 6-12S coincide con los paquetes que tiende a llevar una aeronave VTOL y su estator 24N28P conviene a ciclos verticales repetidos.

Sistemas de inspección atados y confinados

Una plataforma de inspección atada cambia tiempo de vuelo por un cable de alimentación y una altitud de operación fija, lo que desplaza el requisito del motor para UAV de inspección hacia el empuje estable y lo aleja de la eficiencia del paquete. La aeronave suele ser compacta y las misiones largas, así que el extremo de baja masa del grupo es el relevante. El Motor para UAV T-Motor U5 KV400 y el Motor para UAV T-Motor MN5008 KV340 cubren este papel con 195 g y 135 g, y como el cable de amarre elimina la penalización de masa de una batería, el más ligero de los dos se convierte en el registro más atractivo en lugar de en el más limitado.

Lista de comprobación para la selección

Tres comprobaciones cubren la mayor parte del terreno de un motor para UAV de inspección, y conviene hacerlas en orden porque cada una acota el campo para la siguiente. Se aplican a cualquier motor BLDC para trabajo de UAV de inspección, desde el extremo de 135 g del grupo hasta el de 282 g. Las dos primeras son decisiones de aeronave que pueden resolverse antes de abrir ningún registro; la tercera cierra los huecos que dejan los datos publicados.

Fijar el empuje de vuelo estacionario antes que el producto

Partir de la masa total de la aeronave y no de la carga útil, dividirla por el número de brazos para obtener el empuje que cada motor para UAV de inspección tiene que sostener, y añadir después el margen que necesita la misión. El margen tiene dos partes en esta clase de trabajo: el margen de control que mantiene la aeronave dentro del encuadre de la cámara en aire racheado junto a una estructura, y la reserva necesaria si se pierde un motor. Ambas son decisiones de aeronave, y ambas tienen que tomarse antes de acotar el grupo.

Fijar el bus, la hélice y el montaje

El bus y la hélice se eligen juntos porque el KV los ata entre sí. Un registro de 12S quiere una hélice grande y lenta y un KV bajo; un registro de 6S quiere un diámetro menor y un KV más alto. Una vez fijada la pareja, los registros restantes se filtran por lo que el brazo puede aceptar físicamente: el patrón de montaje, el diámetro del eje, la envolvente y la longitud del cable. La diferencia entre un eje de 5 mm y un eje de 15 mm es otra clase de extremo de brazo, y suele ser la columna que descarta un candidato que parecía atractivo en empuje.

Cerrar las cifras que el registro deja abiertas

Ninguno de los cuatro registros publica una cifra de empuje nominal en vuelo estacionario, y solo algunos publican una corriente continua. Cuando falta un número, las tablas de empuje del propio fabricante son el lugar para cerrarlo, y si sigue abierto después de eso, el hueco debe registrarse como un punto abierto en el presupuesto de propulsión en lugar de rellenarse con una suposición. Un presupuesto construido sobre un máximo de banco de pruebas leído como cifra de vuelo estacionario parecerá cómodo y no sobrevivirá a un día racheado junto a un puente.

1. Sumar la masa total, incluidos los motores y el paquete, y dividirla después por el número de brazos para obtener el empuje que cada brazo tiene que sostener en vuelo estacionario.
2. Añadir el margen de control que necesita el entorno de trabajo, y la reserva que exigiría la pérdida de un motor, para obtener el empuje por brazo que el motor tiene que cubrir.
3. Elegir el registro más pequeño cuyo empuje máximo publicado cubra esa cifra, de modo que la masa ahorrada pueda gastarse en capacidad de paquete.
4. Fijar el bus a partir de la decisión del paquete y comprobar después que el KV y la hélice seleccionados alcanzan el vuelo estacionario con un ajuste de gas sensato en ese bus.
5. Multiplicar la resistencia del bobinado por el cuadrado de la corriente de vuelo estacionario prevista para estimar la pérdida continua en el cobre antes de fijar el diseño térmico.
6. Comprobar la corriente de vuelo estacionario frente a cualquier cifra continua publicada, y anotar dónde deja el registro esa cifra abierta.
7. Verificar el diámetro del eje, el patrón de montaje, la envolvente y la longitud del cable frente al brazo y a la posición del controlador de velocidad.
8. Confirmar que el diámetro de hélice que implican el KV y el bus encaja en la aeronave, y que el controlador de velocidad está especificado para la corriente de pico publicada.

Preguntas frecuentes

Recursos oficiales

Cada motor de esta comparación lo publica T-Motor, y las propias páginas de producto del fabricante incluyen las tablas de empuje, las condiciones de ensayo y la guía de emparejamiento que los registros de ToBMS resumen en lugar de reproducir. Cuando una cifra de este artículo se marca como no publicada en el registro, la página del fabricante es el primer lugar donde buscarla, y la guía de emparejamiento impresa en cada página es la referencia para el diámetro de hélice frente al KV y al bus.

Adónde ir después

Para pasar de la lectura a una preselección, tres herramientas trabajan en secuencia: cada motor de esta comparación está en la categoría Motores para UAV, los candidatos pueden acotarse por clase de empuje, KV y número de celdas, y la vista lado a lado mantiene varios registros abiertos a la vez mientras se toman las decisiones del extremo del brazo. La página de aplicación UAV de inspección reúne los registros que llevan este servicio.

Varias guías existentes se extienden lateralmente desde aquí. Motores para UAV: ajuste de KV, empuje y masa a la aeronave recorre la misma categoría desde el lado de la aeronave y cubre los registros que este artículo no trata, mientras que Motores BLDC para UAV de larga autonomía: eficiencia, masa y tensión del bus lleva más lejos el argumento de la eficiencia para aeronaves que vuelan durante horas. BLDC para UAV industrial: ciclo de servicio, redundancia y carga útil cubre el caso de misión repetitiva y redundancia, y Motores para drones VTOL: equilibrar el empuje en vuelo estacionario y la eficiencia en crucero trata de aeronaves que añaden un tramo de vuelo hacia adelante al servicio de inspección.

Dos guías más son relevantes cuando un programa de inspección comparte hardware con otra aplicación. Motores para drones de carga pesada: tres opciones T-Motor de 2.85 kg a 101 kg de empuje cubre los registros U y MN de T-Motor desde 2.85 kg de empuje hacia arriba, que es el rango al que entra una aeronave de inspección si el paquete de sensores crece hasta convertirse en carga útil; Motores BLDC para UAV agrícola: KV, tamaño del estator y par a gas parcial cubre el caso de llevar depósito, donde el punto de vuelo estacionario se mueve durante el vuelo, que es lo contrario del servicio estable aquí descrito. Una nota de prensa del fabricante sobre la gama Navigator está disponible como Serie T-Motor Navigator MN para UAV de carga pesada: vídeo oficial.

La versión corta: fijar primero la masa total y el número de rotores, usarlos para derivar el empuje que cada brazo tiene que sostener en vuelo estacionario, añadir los márgenes de viento y de pérdida de motor, elegir el registro más pequeño cuyo empuje máximo publicado cubra esa cifra, y solo entonces fijar el KV, el bus y la hélice juntos. Cada paso posterior es una comprobación de una decisión ya tomada, que es el orden que mantiene un motor para UAV de inspección ajustado a la misión y no a la ficha técnica.